論思維可視化教學(xué)對小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的影響

孫偉

【摘要】思維可視化作為一種重要的教學(xué)理念，被廣泛地應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，為培養(yǎng)學(xué)生思維能力、提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量提供了有力的支撐.文章以思維可視化為研究主題，論述了思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的實施成效，分析了思維可視化對小學(xué)數(shù)學(xué)新授課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課等不同課型課堂教學(xué)質(zhì)量的影響，以期提高小學(xué)數(shù)學(xué)“教”與“學(xué)”的質(zhì)量.

【關(guān)鍵詞】思維可視化；小學(xué)數(shù)學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

引 言

隨著教育的發(fā)展，數(shù)學(xué)課程愈發(fā)注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程.對此，思維可視化與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的融合，能夠?qū)W(xué)生的思維過程、學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)結(jié)果以可視化的形式具體呈現(xiàn)出來，一方面可以促進(jìn)學(xué)生知識建構(gòu)及思維發(fā)展，另一方面可以使教師更加全面地了解學(xué)生的思維活動和思維發(fā)展水平，及時調(diào)整優(yōu)化后續(xù)教學(xué)活動，提升教學(xué)質(zhì)量.在新課程改革背景下，教師應(yīng)著眼于學(xué)生思維發(fā)展的現(xiàn)實需求及數(shù)學(xué)學(xué)科育人的根本功能開展教學(xué)活動，將思維可視化作為提高小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的新方法.

一、思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的實施成效

（一）整合知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

基于思維可視化的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂可以幫助學(xué)生真正理解和掌握新知，并以已有的知識為基石，積極主動地認(rèn)知、同化新知，將課堂新知與自身已有知識相結(jié)合，不斷完善和優(yōu)化自身知識結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)深度學(xué)習(xí).如在“長方體和正方體的認(rèn)識”教學(xué)中，教師可以表格的形式（如表1所示），引導(dǎo)學(xué)生通過自主思考、合作探究的形式串聯(lián)課堂知識完成表格，同時梳理已有知識結(jié)構(gòu)與新知之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，探究正方體與長方體的關(guān)系，形成思維框架，促使學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握知識.

（二）提升認(rèn)知水平，促進(jìn)學(xué)習(xí)反思

思維可視化技術(shù)可以形象化地呈現(xiàn)學(xué)生的思維過程和學(xué)習(xí)結(jié)果，學(xué)生通過對自身的思維過程進(jìn)行可視化回顧和反思，能夠更加全面地了解自身知識掌握情況，不斷地改善和記錄自身的思維發(fā)展過程，提升自身認(rèn)知能力.教師在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知策略，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖示構(gòu)建，對課堂知識進(jìn)行整合組織，識別和提取有效的學(xué)習(xí)信息，從而幫助學(xué)生形成自身關(guān)于新知理解和掌握的思維導(dǎo)圖.

（三）注重幾何直觀，促進(jìn)問題理解

小學(xué)生思維發(fā)展正處于由形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期.抽象思維發(fā)展尚不成熟，直接影響學(xué)生對問題的理解.基于思維可視化的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)可以將抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為直觀形象的圖表信息，契合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生利用圖式解釋和理解數(shù)學(xué)問題、分析和把握問題中的數(shù)量關(guān)系，提高學(xué)生的問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展.以一道數(shù)學(xué)問題為例：有兩袋面粉，大袋比小袋多56千克，如果吃掉小袋中的4千克面粉，此時大袋面粉的重量是小袋面粉的4倍，則兩袋面粉的重量分別是多少？教師在數(shù)學(xué)課堂上講解此類問題時，可以引導(dǎo)學(xué)生畫線段圖（如圖1所示），幫助學(xué)生梳理題目中的數(shù)量關(guān)系，形成解題思路，從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.

（四）優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，提升教學(xué)質(zhì)量

基于思維可視化的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，教師可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖、概念圖等思維可視化工具引導(dǎo)學(xué)生直觀地展現(xiàn)思維活動，從而更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況.教師通過觀察和反饋，一方面可以準(zhǔn)確地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)和知識掌握情況，避免了教師的主觀判斷與學(xué)生客觀情況存在的差異，有利于根據(jù)不同層次學(xué)生的學(xué)情及時調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建高效數(shù)學(xué)課堂，促進(jìn)全體學(xué)生共同發(fā)展；另一方面，教師可以根據(jù)學(xué)生可視化的思維活動，重現(xiàn)課堂教學(xué)過程，進(jìn)行教學(xué)反思，分析課堂教學(xué)中存在的問題，明確課堂教學(xué)與教學(xué)設(shè)計之間的差距，了解學(xué)生在課堂教學(xué)中產(chǎn)生的認(rèn)知困惑，根據(jù)學(xué)生的具體需求和學(xué)情，進(jìn)一步改進(jìn)和修正教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，從而使教學(xué)設(shè)計更加合理，切實提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

二、思維可視化對小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的影響

（一）思維可視化對新授課教學(xué)質(zhì)量的影響

學(xué)生的知識掌握程度和理解程度是衡量新授課教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵.教師在新授課教學(xué)中借助思維可視化技術(shù)，可以強(qiáng)化學(xué)生的直觀體驗，完善學(xué)生知識結(jié)構(gòu)，同時幫助學(xué)生更好地理解和掌握新知.

首先，教師可借助實物，將抽象的知識以動態(tài)化、可視化的形式呈現(xiàn)出來，為學(xué)生搭建知識學(xué)習(xí)的支架，將不便于理解和思考的知識轉(zhuǎn)化為形象化、可觀察、可感受的實物，強(qiáng)化學(xué)生的直觀體驗.如，在“圓的面積公式推導(dǎo)”教學(xué)中，教師通過組織學(xué)生準(zhǔn)備圓形的紙片，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圓的知識將紙片平均分為24等份，并要求學(xué)生自己動手沿著半徑將其剪開，同時向?qū)W生滲透化曲為直思想，引導(dǎo)學(xué)生將圓拼接成近似長方形的圖形，體會圓的面積的轉(zhuǎn)化，將圓的面積轉(zhuǎn)化為長方形的面積，轉(zhuǎn)化后的長方形的長就是圓周長的一半，長方形的寬就是圓的半徑，因為長方形的面積=長×寬，所以圓的面積=π×半徑的平方，引導(dǎo)學(xué)生通過可視化圖示推導(dǎo)出圓的面積公式，幫助學(xué)生更好地理解知識的生成過程，提高課堂“教”與“學(xué)”的質(zhì)量.

其次，在新授課教學(xué)中，教師可借助信息技術(shù)輔助新知教學(xué)，如以趣味視頻、互動游戲、創(chuàng)意圖片等形式向?qū)W生清晰地展示知識生成過程，為學(xué)生理解和掌握新知提供有效的途徑，進(jìn)而提高課堂教學(xué)質(zhì)量.以趣味視頻為例，教師在講解“三角形的內(nèi)角和是180°”的知識點時，引入趣味視頻創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境：有3個動物扛著一塊木頭沿著一座三角形荒島的邊緣行走，在出發(fā)時木頭尖向左，而回到出發(fā)點時木頭尖仍向左，引導(dǎo)學(xué)生思考得出小動物們轉(zhuǎn)動的三個角的和就是360°，再進(jìn)一步利用平角等于180°得出推論：三角形的內(nèi)角和是180°.教師通過具有趣味性的視頻情境構(gòu)建高效數(shù)學(xué)課堂，提高了課堂教學(xué)的吸引力，能夠促使學(xué)生全身心投入課堂學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對新知的理解，提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

最后，在新授課教學(xué)中，教師可利用思維導(dǎo)圖或者板書的形式，帶領(lǐng)學(xué)生歸納和整理重點知識，將知識體系可視化，幫助學(xué)生加深對知識的理解，引導(dǎo)學(xué)生理清知識之間的聯(lián)系與區(qū)別，使學(xué)生的思維更具邏輯性，讓學(xué)生形成知識學(xué)習(xí)的全局觀.

綜上，教師通過實物演示、趣味視頻、互動游戲、創(chuàng)意圖片、思維導(dǎo)圖或者板書等思維可視化形式，使新授課的思維可視化成為可能，深化了學(xué)生對新知的理解和掌握，從而提高了新授課的教學(xué)質(zhì)量.

（二）思維可視化對習(xí)題課教學(xué)質(zhì)量的影響

習(xí)題課是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的重要過程，也是教師檢驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生知識掌握程度的有效途徑，而學(xué)生解決問題的能力也是衡量習(xí)題課教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn).教師將思維可視化技術(shù)和方法應(yīng)用于習(xí)題課教學(xué)中，可以幫助學(xué)生準(zhǔn)確地理解和把握題意，理清解題思路，將未知問題轉(zhuǎn)化為已知條件，有效地解決問題，以高質(zhì)量的習(xí)題課教學(xué)提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和問題解決能力.

首先，教師可以通過畫線段圖的方法，將實際問題抽象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，清晰地展示題目中的數(shù)量關(guān)系，幫助學(xué)生理解題意并明晰解題思路，從而快速、準(zhǔn)確地解決數(shù)學(xué)問題，提高習(xí)題課教學(xué)實效.教師在講解“百分?jǐn)?shù)”相關(guān)的習(xí)題時，有這樣一道題：水的體積是45cm3，結(jié)成冰后的體積是50cm3，求冰的體積比原來水的體積增加了百分之幾.教師可以通過畫線段圖的形式，帶領(lǐng)學(xué)生分析題目、審清題意，以線段圖為載體將文字信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言，將原來水的體積看作單位“1”，找出題目中的數(shù)量關(guān)系（冰的體積與水的體積之間的關(guān)系），分析問題蘊(yùn)含的深層次意義，即冰的體積比原來水的體積增加了水的體積的百分之幾，并將其以線段圖的形式呈現(xiàn)出來（如圖2所示），在圖上標(biāo)注題目中的已知條件和推導(dǎo)出的數(shù)量關(guān)系，從而明晰解題思路.

其次，教師可通過畫示意圖的形式進(jìn)行習(xí)題講解，以圖示的形式使學(xué)生將自己解題的思維過程可視化，這樣不僅可以提高學(xué)生解題的效率和準(zhǔn)確性，還可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生對知識的理解和掌握程度.如教師在講解“計量單位換算”習(xí)題時，以圖示的形式教會學(xué)生解決單位換算類問題的方法和“大化小乘，小化大除”的換算規(guī)則，按照順序?qū)懗鲇嬃繂挝唬秒p箭頭連接相鄰計量單位，標(biāo)出相鄰計量單位之間的進(jìn)率，使題解更高效.

最后，教師可通過列表的形式進(jìn)行習(xí)題講解，將復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系以表格的形式列出，按照標(biāo)關(guān)鍵量、有序列舉、確定答案的次序，幫助學(xué)生找出問題蘊(yùn)含的深層次規(guī)律，探尋數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)，從而得出正確的解答過程，提高習(xí)題課教學(xué)效率.以小學(xué)階段的重要數(shù)學(xué)問題“雞兔同籠”為例：籠子里有雞和兔若干只，共有14個頭，38只腳，求雞和兔各有多少只.教師以表格的形式（如表2所示）滲透學(xué)習(xí)假設(shè)法，引導(dǎo)學(xué)生一一列舉可能的情況，呈現(xiàn)推理過程，提高習(xí)題課教學(xué)質(zhì)量.

綜上，教師在習(xí)題課講解中運(yùn)用思維可視化方法構(gòu)建高效數(shù)學(xué)課堂，可以充分發(fā)揮習(xí)題課教學(xué)效能，教會學(xué)生解決問題的方法，清晰地展示問題解決的全過程，理清解題思路，找到問題破解的關(guān)鍵，實現(xiàn)思維的可視化，提升學(xué)生思維水平，提高學(xué)生問題解決的效率和準(zhǔn)確率，從而提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量.

（三）思維可視化對復(fù)習(xí)課教學(xué)質(zhì)量的影響

復(fù)習(xí)課是小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重要課型，高效的復(fù)習(xí)課教學(xué)并不是機(jī)械化的知識重現(xiàn)，而是需要幫助學(xué)生系統(tǒng)梳理知識之間的邏輯，促進(jìn)學(xué)生知識整合建構(gòu)，提高學(xué)生的概括能力和綜合運(yùn)用能力.學(xué)生思維邏輯的發(fā)展水平和對知識的整體掌握程度是衡量數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵.以“多邊形面積”復(fù)習(xí)課為例，在復(fù)習(xí)課之前，學(xué)生對于多邊形面積的學(xué)習(xí)呈現(xiàn)片段化、部分化態(tài)勢，對三角形面積、平行四邊形面積、梯形面積等知識尚未形成系統(tǒng)化的認(rèn)知，沒有認(rèn)識到知識之間的內(nèi)在邏輯性.教師利用思維可視化形式，如引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖將知識串聯(lián)起來，系統(tǒng)化地梳理知識，可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生關(guān)于多邊形面積公式推導(dǎo)過程的遷移運(yùn)用，不斷修正和完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課教學(xué)，基于思維可視化的復(fù)習(xí)課教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果得到極大的提高.

因此，在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，教師可以通過思維導(dǎo)圖的形式，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和歸納單元知識，對知識進(jìn)行系統(tǒng)化的回顧，進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生形成知識全局觀，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新意識，從而提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量.

結(jié) 語

綜上所述，思維可視化被廣泛地應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)之中，不斷優(yōu)化師生“教”與“學(xué)”活動.一方面，思維可視化有助于發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題、總結(jié)方法的能力.另一方面，思維可視化作為影響數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵要素，教師在新授課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課等不同課型的教學(xué)中運(yùn)用思維可視化技術(shù)和方法，有助于提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生理解新知、構(gòu)建完整的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.

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